二氧化硫生物学 毒理学·生理学·病理生理学2025|PDF|Epub|mobi|kindle电子书版本百度云盘下载

二氧化硫生物学 毒理学·生理学·病理生理学PDF格式电子书版下载

注意：本站所有压缩包均有解压码： 点击下载压缩包解压工具

第一章 概论1

一、硫和SO2的生物学意义1

二、硫循环与人为干预2

（一）硫循环3

（二）人类活动对硫循环的干预：SO2对大气环境的污染4

三、SO2生物学研究及其历程：从毒理学到生理学5

（一）SO2及其衍生物毒理学研究及历程5

1．流行病学研究与急性毒性评价阶段5

2．细胞毒理学与细胞遗传毒理学研究阶段5

3．生物化学与分子毒理学研究阶段6

4．功能毒理学研究方面7

（二）SO2生理学研究及其历程8

1．内源性SO2生物合成的研究8

2．内源性SO2生物合成调节的研究10

3．内源性SO2的生理浓度和合成细胞类型的研究10

4．内源性SO2的失活过程及其机理的研究11

5．亚硫酸钠和亚硫酸氢钠混合液被作为“SO2供体”的误区11

6．内源性SO2生理作用的研究12

（三）SO2病理生理学研究及其历程16

1．SO2与肺损伤16

2．SO2与中性粒细胞18

3．SO2与应激19

4．其他19

四、SO2衍生物病理生理学与生理学研究概况19

（一）SO2衍生物与SO2的生物学作用比较20

（二）SO2衍生物对细胞离子通道的生理效应20

（三）SO2衍生物对中性粒细胞功能的影响21

（四）SO2衍生物对心血管功能的效应21

（五）SO2衍生物对多种器官的生物化学与分子生物学效应22

（六）其他23

五、展望23

第二章 二氧化硫的物理与化学性质26

一、SO2的物理性质26

（一）SO2在水中的分子形态与性质26

1．SO2在水中的溶解度26

2．SO2在水中的分子形态与性质27

（二）SO2在有机溶剂中的溶解度及分子形态29

1．SO2在有机溶剂中的溶解度29

2．SO2在有机溶剂中的分子形态30

（三）SO2的脂／水分配系数31

二、SO2的化学性质31

（一）SO2与水的反应32

（二）SO2与碱性物质的反应32

（三）SO2的氧化性33

（四）SO2产生ROS引起生物氧化反应33

（五）SO2的还原性——与氧反应33

（六）SO2的还原性——与其他化学物的反应34

（七）SO2与有机物的反应35

（八）SO2与有机色素反应生成无色化合物35

（九）SO2与NO的反应35

三、SO2衍生物亚硫酸盐和亚硫酸氢盐的化学性质35

（一）SO2衍生物的生成反应36

（二）SO2衍生物水溶液的光谱特征36

（三）SO2衍生物与酸的反应37

（四）SO2衍生物对有机分子的磺化作用37

（五）SO2衍生物与细胞内小分子化学物的反应37

（六）SO2衍生物的硫解反应38

（七）SO2衍生物对蛋白巯基的磺化作用38

（八）SO2衍生物与核酸反应38

1．胞嘧啶的脱氨基反应38

2．转氨基作用——蛋白质与核酸交联39

3．尿嘧啶和胸腺嘧啶的加合39

4．自由基反应40

（九）SO2衍生物产生ROS引起生物氧化反应41

（十）SO2衍生物的氧化还原性质41

（十一）亚硫酸盐加热的分解反应42

四、“SO2供体”和研究模式42

（一）亚硫酸钠与亚硫酸氢钠中性混合液作为研究模式43

（二）高纯度SO2气体用作“SO2供体”44

1．外源性SO2毒理学研究——SO2动式吸入染毒44

2．内源性SO2生理学研究——将SO2直接作用于生物组织44

（三）SO2生理盐水溶液用作“SO2供体”45

（四）SO2有机溶液用作“SO2供体”46

（五）亚硫酸氢钠作为“SO2供体”46

（六）焦亚硫酸钠作为“SO2供体”49

（七）结论与展望51

第三章 二氧化硫的一般毒性与流行病学54

一、SO2的一般毒性54

（一）SO2对动物的急性与慢性毒性作用54

1．SO2短期暴露54

2．SO2长期暴露55

（二）SO2对人的急性与慢性毒性作用55

1．SO2急性毒性作用55

2．SO2慢性毒性作用56

二、SO2流行病学57

（一）SO2对死亡率的影响57

（二）SO2对呼吸系统健康影响的流行病学研究59

（三）SO2对心血管系统健康影响的流行病学研究61

（四）SO2对其他健康问题的流行病学研究与展望62

第四章 二氧化硫的吸收与体内转化63

一、SO2通过生物膜的方式63

二、SO2在机体内的转运64

（一）吸收64

1．经呼吸道吸收64

2．经消化道吸收64

3．经皮肤吸收65

（二）分布65

（三）排泄65

三、SO2的生物转化66

第五章 二氧化硫及其衍生物细胞毒理学68

一、SO2衍生物对细胞存活率和细胞周期的影响68

（一）SO2衍生物对细胞存活率的影响68

（二）SO2衍生物对细胞周期的影响69

二、SO2对线粒体和细胞膜的影响70

（一）SO2对线粒体的损伤作用70

（二）SO2对细胞膜流动性和通透性的影响70

1．SO2对大鼠肺泡巨噬细胞膜流动性和酶活性的影响70

2．SO2对细胞膜通透性的影响71

三、SO2吸入对小鼠不同脏器超微结构的影响73

（一）SO2吸入对小鼠肺超微结构的影响74

（二）SO2吸入对小鼠肝脏超微结构的影响75

（三）SO2吸入对小鼠脾脏超微结构的影响77

（四）SO2吸入对小鼠睾丸超微结构的影响78

（五）SO2吸入对小鼠脑超微结构的影响81

（六）SO2吸入对小鼠心脏超微结构的影响82

（七）SO2吸入对小鼠肾脏超微结构的影响83

第六章 二氧化硫及其衍生物细胞遗传毒理学86

一、SO2细胞遗传毒理学效应86

（一）SO2接触工人外周血淋巴细胞遗传毒理学效应86

1．染色体畸变86

2．微核87

3．姊妹染色单体互换88

（二）SO2吸入对小鼠骨髓细胞遗传毒理学效应88

1．染色体畸变89

2．微核89

3．SO2对乌拉坦诱发微核的抑制作用89

（三）内源性SO2细胞遗传毒理学研究的意义90

二、SO2衍生物细胞遗传毒理学效应90

（一）SO2衍生物对人血淋巴细胞遗传毒理学效应91

1．染色体畸变91

2．微核91

3．姊妹染色单体互换91

4．SO2对细胞分裂指数和分裂周期的影响91

5．硫酸钠与细胞遗传学效应92

（二）SO2衍生物对小鼠骨髓细胞微核的诱发效应92

1．微核92

2．SO2衍生物对环磷酰胺（CP）诱发微核的影响92

3．SO2衍生物对丝裂霉素C（MMC）诱发微核的影响93

（三）SO2衍生物对CHL细胞染色体畸变、微核的诱发效应93

1．染色体畸变93

2．微核94

（四）SO2衍生物的生物学作用研究的意义94

三、沙棘油对SO2细胞遗传毒性的防护作用95

第七章 二氧化硫及其衍生物致突变、致畸变、致癌变作用96

一、SO2及其衍生物的致突变作用96

（一）微生物试验96

1．Ames试验（鼠伤寒沙门氏菌回复突变试验）96

2．酵母菌突变96

3．大肠杆菌突变97

4．噬菌体突变97

（二）体外培养的哺乳动物细胞致突变实验98

1．细胞突变98

2．gpt基因缺失突变98

3．gpt基因非缺失（移码）突变99

二、SO2及其衍生物的致畸变作用100

（一）精子毒性100

（二）胚胎毒性100

（三）胎儿毒性102

三、SO2及其衍生物的致癌变作用103

（一）小鼠致癌研究103

（二）大鼠致癌研究104

（三）SO2及其衍生物对癌基因表达的影响104

1．SO2对大鼠肝脏组织癌基因表达的影响104

2．SO2对大鼠肺组织癌基因表达的影响106

3．SO2衍生物对培养的人支气管上皮细胞癌基因表达的影响107

4．SO2及其衍生物调节癌基因表达的生物学意义108

四、SO2与其他物质的联合致突变、致癌变作用110

（一）SO2与苯并（a）芘联合作用110

1．对癌基因表达的影响110

2．呼吸道肿瘤的诱发110

3．辅致突变作用111

（二）SO2与UV联合作用111

（三）SO2与MNNG联合作用111

第八章 二氧化硫及其衍生物的脂质过氧化作用112

一、概述112

二、SO2及其衍生物的脂质过氧化效应114

（一）SO2的脂质过氧化效应114

1．SO2对小鼠不同器官组织的脂质过氧化效应114

2．SO2对大鼠血红细胞的脂质过氧化效应121

（二）SO2衍生物的脂质过氧化效应122

（三）SO2及其衍生物诱发脂质过氧化效应的机制122

1．SO2及其衍生物在体内代谢产生ROS122

2．抗氧化防御功能受损伤123

3．自由基损伤学说124

三、对SO2及其衍生物脂质过氧化损伤的防护作用125

（一）Vc125

（二）沙棘油125

第九章 二氧化硫及其衍生物致蛋白质氧化损伤与蛋白质-DNA交联126

一、SO2及其衍生物致蛋白质氧化损伤126

（一）概述126

（二）SO2及其衍生物对蛋白质羰基含量的影响128

1．SO2衍生物对多种器官蛋白质的氧化损伤作用128

2．SO2吸入对多种器官蛋白质的氧化损伤作用130

3．蛋白质氧化损伤与脂质过氧化比较131

二、SO2吸入致DNA-蛋白质交联作用132

（一）概述132

（二）SO2对多种器官致DNA-蛋白质交联133

三、SO2或其衍生物与蛋白质的化学反应134

（一）概述134

（二）SO2或其衍生物与小牛血清白蛋白的化学反应136

第十章 二氧化硫及其衍生物的DNA损伤作用140

一、SO2对细胞DNA的损伤作用140

（一）整体动物实验——SO2动式吸入141

1．对肺细胞核DNA的损伤作用141

2．对肺泡巨噬细胞核DNA的损伤作用143

3．对脑细胞核DNA的损伤作用143

4．对睾丸细胞核DNA的损伤作用143

5．对其他组织细胞核DNA的损伤作用144

（二）离体细胞实验144

（三）SO2诱发细胞核DNA损伤的机制144

二、SO2衍生物对细胞核DNA的损伤作用145

（一）对肺细胞核DNA的损伤作用146

（二）对心脏细胞核DNA的损伤作用147

（三）对脑细胞核DNA的损伤作用148

（四）对海马神经元细胞核DNA的损伤作用148

（五）对肝脏细胞核DNA的损伤作用149

（六）对胃细胞核DNA的损伤作用149

（七）对脾脏细胞核DNA的损伤作用150

（八）对其他组织细胞核DNA的损伤作用150

三、SO2与铅联合染毒对哺乳动物细胞核DNA的损伤作用150

四、有关SO2致DNA损伤的其他研究151

（一）DNA凝胶电泳实验151

（二）DNA链断裂3′-OH末端检测153

（三）DNA与蛋白质交联153

第十一章 二氧化硫及其衍生物对基因表达的作用154

一、SO2对大鼠肺基因表达谱的影响154

（一）短期高浓度SO2吸入对大鼠肺基因表达谱的影响154

1．引言154

2．SO2导致参与线粒体电子转移过程的一些基因表达异常157

3．SO2导致肌肉相关组分的一些基因表达下调157

（二）长期低浓度SO2吸入对大鼠肺基因表达谱的影响157

1．引言157

2．SO2对脂肪酸代谢相关基因的影响162

3．SO2对免疫相关基因的影响162

4．SO2对氧化应激相关基因的影响163

5．SO2对原癌基因及抑癌基因的影响163

6．SO2对细胞外基质（ECM）相关基因的影响163

（三）短期与长期SO2吸入对基因表达的不同作用164

二、SO2对大鼠肝脏和肺细胞色素P450酶活性与基因表达的影响164

（一）不同浓度SO2对P450的影响165

1．引言165

2．不同浓度SO2对肝脏微粒体P450含量的影响165

3．不同浓度SO2对肝脏、肺微粒体几种P450酶活性和基因表达的影响166

（二）SO2与B(a)P联合作用对P450的影响168

1．引言168

2．SO2与B(a)P联合作用对CYP1A1/2的基因表达及活性的影响168

三、SO2及其衍生物对癌基因表达的影响170

（一）SO2衍生物对培养的人支气管上皮细胞癌基因表达的影响170

1．引言170

2．SO2衍生物对BEP2D细胞c-fos、c-jun和c-myc表达的影响171

3．SO2衍生物对BEP2D细胞K-ras和p53表达的影响171

4．SO2衍生物对BEP2D细胞p16和Rb表达的影响173

（二）SO2与B(a)P联合作用对大鼠肝脏和肺中癌基因表达的影响174

1．引言174

2．SO2和B(a)P对大鼠肝脏和肺c-fos、c-jun和c-myc表达的影响175

3．SO2和B(a)P对大鼠肝脏和肺K-ras和p53表达的影响175

4．SO2和B(a)P对大鼠肝脏和肺p16和Rb表达的影响176

第十二章 二氧化硫及其衍生物与细胞凋亡180

一、TUNEL实验180

（一）SO2对肝脏细胞凋亡的诱导作用181

（二）SO2对肺细胞凋亡的诱导作用182

二、电镜观察182

三、流式细胞仪检测183

四、DNA凝胶电泳实验184

五、SO2对凋亡酶活性的影响184

六、SO2对细胞凋亡相关基因表达的影响186

（一）SO2对大鼠肝脏、肺bcl-2表达的影响187

（二）SO2对大鼠肝脏、肺bax表达的影响190

（三）SO2对大鼠肝脏、肺p53表达的影响191

（四）SO2对大鼠肝脏、肺cas pase-8表达的影响191

（五）SO2对大鼠肝脏、肺cas pase-3表达的影响192

（六）SO2对大鼠肝脏、肺cas pase-9表达的影响192

七、结论193

第十三章 二氧化硫与细胞因子195

一、细胞因子与炎症反应195

二、SO2对细胞因子的影响197

（一）SO2与炎性细胞表达197

（二）SO2与细胞因子197

第十四章 二氧化硫及其衍生物对细胞离子通道的作用200

一、SO2及其衍生物对大鼠海马CA1区神经元离子通道的影响200

（一）焦亚硫酸钠对大鼠海马CA1区神经元离子通道的影响201

1．钠离子通道201

2．钾离子通道205

（二）SO2衍生物对大鼠海马CA1区神经元离子通道的影响206

1．钠离子通道206

2．钾离子通道207

二、SO2及其衍生物对大鼠背根神经元离子通道的影响209

（一）焦亚硫酸钠对大鼠背根神经元离子通道的影响209

1．钠离子通道209

2．钾离子通道212

3．钙离子通道213

（二）SO2衍生物对大鼠背根神经元离子通道的影响215

1．钠离子通道215

2．钾离子通道216

3．钙离子通道217

三、SO2衍生物对大鼠心肌细胞离子通道的影响218

（一）钠离子通道219

1．SO2衍生物剂量依赖性地增大钠电流219

2．SO2衍生物对钠电流电压依赖性激活的影响219

3．SO2衍生物对钠电流失活的影响220

4．SO2衍生物对钠电流失活恢复的影响220

5．SO2衍生物对钠电流激活和失活时间动力学的影响222

（二）钾离子通道223

1．SO2衍生物对Ito的影响223

2．SO2衍生物对IK1和IK的影响223

3．SO2衍生物对Ito激活和失活过程的影响223

4．SO2衍生物对Ito失活恢复的影响224

5．SO2衍生物对Ito失活时间常数的影响224

（三）钙离子通道224

1．SO2衍生物剂量依赖性地增大L-型钙电流224

2．SO2衍生物对L-型钙电流电压依赖性激活的影响225

3．SO2衍生物对L-型钙电流稳态失活的影响225

4．SO2衍生物对L-型钙电流失活恢复的影响225

5．SO2衍生物对L-型钙电流失活时间常数的影响225

（四）钠-钙交换226

1．SO2衍生物对心肌细胞钠-钙交换电流的影响226

2．SO2衍生物对心肌细胞内钙离子浓度的影响226

第十五章 二氧化硫及其衍生物与哮喘相关基因表达228

一、概述228

（一）哮喘疾病及其特征228

（二）SO2与哮喘229

（三）哮喘相关基因230

二、SO2对大鼠气道哮喘相关基因表达的影响231

（一）SO2对大鼠肺和气管的病理学影响231

（二）SO2对大鼠气道哮喘相关基因表达的影响231

1．AHR与ICAM-1基因表达232

2．黏液产生与MUC5AC基因表达233

3．气道炎症反应235

4．炎性细胞与凋亡相关基因表达235

5．气道重塑237

三、SO2衍生物对人支气管上皮细胞哮喘相关基因表达的影响238

（一）不同浓度SO2衍生物对BEP2D细胞哮喘相关基因表达的影响238

（二）SO2衍生物对BEP2D细胞哮喘相关基因表达的恢复时间效应的影响241

第十六章 二氧化硫与信号转导244

一、信号转导的概念244

（一）概念244

（二）信号转导系统的组成245

1．信号245

2．受体246

3．信号转导途径246

4．信号产生的生物学效应247

（三）气体信号分子247

二、SO2对细胞增殖相关信号转导途径的调节作用248

三、SO2对炎症反应相关信号转导途径的调节作用253

四、SO2对哮喘发生相关信号转导途径的调节作用255

第十七章 二氧化硫对心血管功能的调节及其信号分子作用256

一、引言256

二、SO2及其衍生物的内源性合成与代谢257

（一）SO2内源合成的普遍性257

（二）SO2内源合成途径258

（三）SO2生物活性的失活途径与亚硫酸盐氧化酶259

（四）血管组织和血浆SO2的生理浓度260

（五）血管组织合成SO2的细胞类型261

（六）血管组织SO2内源合成的生理调节262

三、SO2衍生物对心血管功能的影响及其机理262

（一）SO2衍生物对大鼠血压的影响262

（二）SO2衍生物对血管张力的影响及其机理263

1．SO2衍生物诱发血管舒张的特征263

2．SO2衍生物诱发血管舒张的机制及信号转导途径266

3．SO2衍生物对血管收缩的抑制作用与钙离子通道268

（三）SO2衍生物对心脏功能的影响及其机理271

1．SO2衍生物对大鼠离体心脏的负性肌力作用及其机理271

2．SO2衍生物对心脏功能的影响与信号转导途径272

3．SO2衍生物对大鼠离体心脏的生物化学影响274

四、SO2对血管张力的生理调节及信号分子作用276

（一）SO2生理作用的研究模式276

（二）SO2对大鼠血压的影响277

1．气态SO2吸入对动物血压的影响277

2．静脉注射SO2对大鼠血压的影响277

（三）SO2对血管舒张作用的特征278

（四）SO2诱发血管舒张的机制及其信号转导途径280

1．SO2对血管舒张作用的离子通道机制280

2．SO2引起血管舒张反应的信号转导途径281

3．SO2对血管收缩的抑制作用与钙离子通道285

五、SO2对心脏功能的生理调节作用及其机理286

（一）心脏功能的研究模型286

（二）SO2对心脏功能的生理调节作用及其机理286

1．SO2对心脏的负性肌力作用286

2．SO2对心脏功能的作用及其机理287

3．SO2对心脏的生物化学作用288

（三）SO2与其衍生物对心脏功能作用的比较研究290

六、SO2作为内源性气体信号分子的理化特性与生理功能291

第十八章 二氧化硫及其衍生物对神经系统的生物学作用293

一、概述293

二、SO2及其衍生物对脑组织的生物化学和分子毒理学效应293

（一）SO2吸入对脑组织的生物化学和分子毒理学效应293

（二）SO2衍生物对脑细胞DNA的损伤效应295

三、SO2吸入对脑细胞超微结构的影响295

四、SO2衍生物对神经元离子通道的生物学作用296

五、SO2及其衍生物对背根神经元的作用和与痛觉的关系297

（一）SO2与热痛觉过敏297

（二）SO2衍生物对背根神经元细胞内钙离子水平和细胞凋亡的影响298

（三）SO2衍生物对背根神经元疼痛相关性离子通道的作用298

1．SO2衍生物对背根神经元钠离子通道的作用299

2．SO2衍生物对背根神经元钙离子通道的作用300

六、SO2与学习记忆功能301

（一）SO2对大鼠海马CA1区神经元电活动的影响301

（二）氧化应激对中枢神经系统功能的影响302

（三）SO2对大鼠学习记忆能力的影响302

七、展望：SO2是新型的神经细胞信号分子？302

第十九章 二氧化硫对植物的毒理学作用304

一、概述304

二、SO2对植物的毒性作用304

（一）SO2对植物生长发育和产量、质量的影响305

（二）SO2对植物生理生化的影响306

1．SO2对酶及细胞膜透性的影响306

2．SO2对植物的氧化胁迫效应307

3．SO2对植物气孔运动的影响308

4．SO2对植物光合作用的影响308

5．SO2对植物呼吸作用的影响308

（三）SO2对植物细胞超微结构的影响309

（四）SO2对植物细胞分裂与染色体的影响309

（五）SO2对植物细胞DNA的损伤作用310

（六）SO2对植物的腐蚀作用310

三、SO2对植物毒性作用的机理311

四、SO2对植物毒性作用的影响因素312

（一）SO2暴露浓度和时间312

（二）植物的种类313

（三）植物的发育时期314

（四）环境条件315

（五）SO2与其他污染物的复合作用315

参考文献317